总之,对电动滑板车底盘设计和分析的研究突出了几个关键的改进领域,以优化性能、效率和耐用性。通过 SolidWorks 建模和 Ansys 分析,我们确定了关键挑战:重量过重、应力集中、耐久性、操控性和乘坐质量材料选择、缺乏优化解决这些领域对于未来设计开发更高效、耐用和用户友好的电动滑板车底盘至关重要。利用轻质、高强度的材料、优化几何形状和采用先进的模拟工具可以大大提高滑板车的行驶里程、操控性和使用寿命。
降低电池成本是制造商面临的最大挑战之一。目前电池的成本很大一部分来自镍和钴等金属的成本。8 相比之下,锂硫电池电极所用材料成本相对较低,硫是地球上最丰富的元素之一。锂硫电池规模经济的优势将在更广泛的商业化中实现,特别是在电解质的生产方面。预测表明,这可能会使锂硫电池的性能与锂离子电池相当,但价格不到一半。9 从电池中去除钴等过渡金属也是一个重要的考虑因素,因为采矿存在环境和道德问题,供应安全也存在不确定性。10
为了实现脱碳高效循环经济的宏伟目标,轻量化结构被认定为发挥关键作用。因此,过去几十年来,聚合物基复合材料、陶瓷基复合材料和轻金属合金等先进轻量化材料的应用已经显著减轻了重量,同时提高了性能。然而,先进轻量化结构的应用潜力尚未得到充分挖掘。
摘要:由于复合材料在飞机结构中的应用越来越广泛,需要开发能够对大型复合材料结构进行冲击监测的飞机智能复合材料蒙皮(ASCS)。然而,飞机复合材料结构的冲击是一个随机瞬态事件,需要连续在线监测。因此,ASCS的传感器网络和相应的需要作为机载设备安装在飞机上的冲击监测系统必须满足轻量化、低功耗和高可靠性的要求。为了实现这一点,已经提出并开发了一种基于压电传感器和导波的冲击区域监测器(IRM)。它将压电传感器输出的冲击响应信号转换为特征数字序列(CDS),然后采用简单但有效的冲击区域定位算法,实现轻量化和低功耗的冲击监测。但由于ASCS传感器数量庞大,轻量化传感器网络的实现仍是实现可应用的ASCS进行在线连续撞击监测的关键问题。本文提出了三种轻量化压电传感器网络,包括连续串联传感器网络、连续并联传感器网络和连续异构传感器网络。它们可以大大减少ASCS压电传感器的引线,也可以大大减少IRM的监测通道。此外,还提出了基于CDS和轻量化传感器网络的撞击区域定位方法,以使轻量化传感器网络可以应用于具有大量压电传感器的ASCS的在线连续撞击监测。在某无人机复合材料翼盒上验证了轻量化压电传感器网络及相应的撞击区域定位方法。弹着点定位准确率高于92%。
如今,航空业面临着许多挑战。日益激烈的竞争和资源短缺对未来的制造技术和轻量化设计提出了挑战。应对这些情况的一种可能方法是激光增材制造 (LAM) 制造技术。然而,由于工艺新颖,仍存在一些挑战需要应对,例如开发更多材料,尤其是轻质合金,以及新的设计方法。因此,为了充分利用工艺潜力,我们创建了创新的材料开发和轻量化设计方法。材料开发过程基于对温度分布与有效工艺因素的分析计算,以确定 LAM 工艺的可接受操作条件。通过将结构优化工具和仿生结构整合到一个设计过程中,我们实现了一种极轻量化设计的新方法。通过遵循这些设计原则,设计师可以在设计新飞机结构时实现轻量化节省,并将轻量化设计推向新的极限。
摘要:中国作为世界最大的汽车产销国,正面临着石油短缺的问题,汽车轻量化作为节能减排的重要措施,刻不容缓。同时,汽车轻量化对汽车安全性、舒适性的提高,制造成本的下降也具有重要意义。本文介绍了先进高强度钢,并通过列举数据,分析了先进高强度钢在汽车轻量化中发挥的重要作用。随着新能源汽车的兴起,先进高强度钢在未来汽车市场中仍将发挥不可替代的作用。本文为先进高强度钢在现代汽车市场的应用提供了一定的指导和参考。
摘要:在发射环境中,卫星承受着严重的动态载荷。发射环境中的这些动态载荷可能导致有效载荷故障或任务失败。为了提高卫星的结构稳定性并使太空任务可靠地执行,必须有一个减少结构振动的加固结构。然而,对于有源小型SAR卫星,质量要求非常严格,这使得很难应用额外的结构来减振。因此,我们开发了一种碳纤维增强塑料(CFRP)基层压补片,以获得具有轻量化设计的减振结构,以提高S-STEP卫星的结构稳定性。为了验证基于CFRP的补片的减振性能,在试件级别进行了正弦和随机振动试验。最后,通过正弦和随机振动试验对带有所提出的基于CFRP的层压补片的S-STEP卫星的结构稳定性进行了实验验证。验证结果表明,基于CFRP的层压补片是一种有效的解决方案,可以有效降低振动响应,而无需对卫星结构设计进行重大更改。本研究开发的轻量化减振机制是保护振动敏感部件的最佳解决方案之一。
近来,汽车行业不断推出各种创新。随着环保法规的收紧,减少二氧化碳排放的努力正在加剧轻量化和电动化的趋势,电动汽车的普及正在如火如荼地进行。面向 CASE(联网/自动化/共享/电动化)时代,汽车制造商正在开发下一代移动出行方式。株式会社 UACJ 凭借其在广泛领域积累的专业知识,正在大力开发支持轻量化和电动化的材料和结构应用。我们的目标是不仅帮助创造前所未有的铝愿景,而且还帮助创造汽车行业的未来。
Alan Luo 是俄亥俄州立大学哥伦布分校材料科学与工程和集成系统工程(制造业)教授。Luo 教授领导着俄亥俄州立大学轻量化材料与制造研究实验室(LMMRL)并且是俄亥俄州立大学仿真创新与建模中心(SIMCenter)的指导委员会成员。Luo 教授是美国国际金属学会(ASM)和国际汽车工程师学会(SAE)的当选院士。在 2013 年 7 月加入俄亥俄州立大学之前,Luo 博士是通用汽车全球研发中心(美国密歇根州沃伦)的通用汽车技术研究员,拥有 20 年的行业经验。Luo 教授是国际公认的轻量化材料和加工领域的领导者,并且是两个国家制造业创新网络 (NNMI) 研究所的技术领导者:LIFT(面向未来轻量化创新)两个工艺支柱(熔体加工和热机械加工)的联合负责人;以及 REMADE(减少能耗与减少排放)研究所制造材料优化副节点负责人。